第七章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡7.4化學(xué)反應(yīng)的方向與調(diào)控考點一化學(xué)反應(yīng)的方向1.下列反應(yīng)在任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行的是 ()(g)2C(s)+O2(g)ΔH>02O4(g)2NO2(g)ΔH>02(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<02(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<02.[2022·浙江嘉興模擬]下列說法正確的是 ()A.常溫常壓下,Na2CO3、CaCO3的溶解焓變相近:Na2CO3(s)2Na+(aq)+CO32-(aq)ΔS1;CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)ΔS2,則ΔS1>Δ(s)NaCl(l)ΔS<0C.常溫常壓下,3O2(g)2O3(g)ΔS>0D.常溫常壓下,2CO(g)2C(s)+O2(g)ΔS>03.[2022·浙江溫州二模]相同的溫度和壓強下,有關(guān)下列兩個反應(yīng)的說法不正確的是 ()反應(yīng)ΔH/(kJ·mol1)ΔnΔS/(J·K1·mol1)MgCO3(s)MgO(s)+CO2(g)1aCaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)1b注:①其中Δn表示反應(yīng)方程式中氣體化學(xué)計量數(shù)之差;②ΔHTΔS<0的反應(yīng)方向自發(fā)。A.因為Δn相同,所以a與b大小相近B.熱分解溫度:MgCO3(s)>CaCO3(s)C.ab=S[MgO(s)]+S[CaCO3(s)]S[MgCO3(s)]S[CaO(s)]D.兩個反應(yīng)在不同溫度下的ΔH和Δn都大于零4.下列說法不正確的是 ()A.因為焓變和熵變都與反應(yīng)的自發(fā)性有關(guān),因此焓變或熵變均可以單獨作為反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)B.反應(yīng)NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)ΔHkJ·mol1能自發(fā)進(jìn)行,原因是體系有自發(fā)向混亂度增加的方向進(jìn)行的傾向H<0、ΔS>0的反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行D.在其他外界條件不變的情況下,使用催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)速率5.[2022·浙江紹興諸暨二模]假定X2與Y2都是理想氣體(氣體本身不占體積,不考慮氣體間相互作用,不考慮碰撞能量損失),在如圖1所示的過程中,下列說法正確的是 ()圖1A.若X2、Y2均為O2,則ΔS>0,混合過程自發(fā)進(jìn)行B.若X2、Y2均為O2,則ΔS<0,混合過程不自發(fā)C.若X2、Y2分別為N2與O2,則ΔS>0,混合過程自發(fā)進(jìn)行D.若X2、Y2分別為N2與O2,則ΔS<0,混合過程不自發(fā)6.硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品。接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序是SO2的催化氧化:SO2(g)+12O2(g)SO3(g)ΔH=98kJ·mol1。研究表明,SO2催化氧化的反應(yīng)速率方程為v=kαα'-10.8(1nα'),式中:k為反應(yīng)速率常數(shù),隨溫度t升高而增大;α為SO2平衡轉(zhuǎn)化率,α'為某時刻SO2轉(zhuǎn)化率,n為常數(shù)。在α?xí)r,將一系列溫度下的k、α值代入上述速率方程,得到的vt曲線如圖2所示。下列說法正確的是圖2A.該反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)molSO2與足量O2充分反應(yīng),放出的熱量為98kJC.升高溫度,能增大單位體積內(nèi)活化分子百分?jǐn)?shù)和活化分子數(shù)D.反應(yīng)速率先隨溫度的升高而增大,原因是溫度升高導(dǎo)致k、α均增大7.下列有關(guān)敘述中正確的是 ()選項化學(xué)反應(yīng)方程式已知條件預(yù)測AM(s)X(g)+Y(s)ΔH>0它是非自發(fā)反應(yīng)BW(s)+xG(g)2Q(g)ΔH<0,自發(fā)反應(yīng)x可能等于1、2、3C4X(g)+5Y(g)4W(g)+6G(g)能自發(fā)反應(yīng)ΔH一定小于0D4M(s)+N(g)+2W(l)4Q(s)常溫下,自發(fā)進(jìn)行ΔH>0考點二反應(yīng)條件的調(diào)控8.圖3為工業(yè)合成氨的流程圖,下列有關(guān)說法不正確的是 ()圖3A.步驟①中“凈化”可以防止催化劑“中毒”B.步驟②中“加壓”既可以提高原料的轉(zhuǎn)化率,又可以增大反應(yīng)速率C.步驟③④⑤均有利于提高原料的平衡轉(zhuǎn)化率D.液態(tài)NH3除可生產(chǎn)化肥外,還可作制冷劑9.NH3與O2作用分別生成N2、NO、N2O的反應(yīng)均為放熱反應(yīng)。工業(yè)尾氣中的NH3可通過催化氧化為N2而除去。將一定比例的NH3、O2和N2的混合氣體以一定流速通過裝有催化劑的反應(yīng)管,NH3的轉(zhuǎn)化率、生成N2的選擇性[2n生成(N2圖4下列說法正確的是 ()A.其他條件不變,升高溫度,NH3的平衡轉(zhuǎn)化率增大B.其他條件不變,在175~300℃范圍,隨溫度的升高,出口處N2和氮氧化物的量均不斷增大C.催化氧化除去尾氣中的NH3應(yīng)選擇反應(yīng)溫度高于250℃D.高效除去尾氣中的NH3,需研發(fā)低溫下NH3轉(zhuǎn)化率高和N2選擇性高的催化劑10.某課題組利用碳氨液[(NH4)2CO3、NH3·H2O]從輝銅礦石(主要成分為Cu2S)中直接浸取銅并制取銅鹽,其過程如圖5所示。圖5其反應(yīng)機理如下:①Cu2S(s)2Cu+(aq)+S2(aq)(快反應(yīng))②4Cu++O2+2H2O4Cu2++4OH(慢反應(yīng))③Cu2++4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++4H2O(快反應(yīng))下列說法正確的是 ()A.通入熱的空氣可以加快銅的浸出率,溫度越高,浸出率越大B.浸出裝置發(fā)生的反應(yīng)中,熱空氣的作用是作氧化劑,[Cu(NH3)4]2+是還原產(chǎn)物C.在浸出裝置中加入適量的(NH4)2S2O8,使平衡①②正向移動,銅的浸出率增大D.提高銅的浸出率的關(guān)鍵因素是提高反應(yīng)②的速率,原因是反應(yīng)②的活化能比反應(yīng)①③的小11.氨氮(NH4+)廢水造成水體富營養(yǎng)化,必須脫除才能排放Ⅰ.化學(xué)沉淀法:(1)向含有氨氮的廢水中添加Na2HPO4·12H2O和MgCl2·6H2O,發(fā)生反應(yīng)生成MgNH4PO4·6H2O沉淀,寫出該反應(yīng)的離子方程式:

。

(2)為探究溶液酸堿性對氨氮脫除效果的影響,室溫下配制氨氮廢水[c(NH4+)=c(Mg2+)=c(PO43-)=1×103mol·L1],對該廢水進(jìn)行pH與氨氮脫除效果影響的實驗研究圖6①氨氮脫除效果最佳的pH范圍是。

a.6~7b.8~10c.10~12②pH<7氨氮脫除率較低的原因是

,pH>10造成氨氮脫除率隨pH增大而減小的可能原因是

。

Ⅱ.氧化法:(3)NO和NH3在有氧條件及催化劑作用下發(fā)生反應(yīng):4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)ΔH<0,當(dāng)溫度升高到550~700℃時,NO轉(zhuǎn)化率明顯下降,NO2產(chǎn)率明顯上升,可能原因是

。

考點三化學(xué)反應(yīng)的方向與調(diào)控綜合應(yīng)用12.回答下列問題:(1)用釕的配合物作催化劑,一定條件下可直接光催化分解CO2,發(fā)生反應(yīng):2CO2(g)2CO(g)+O2(g),該反應(yīng)的ΔH(填“>”“<”或“=”)0,ΔS(填“>”“<”或“=”)0,在低溫下,該反應(yīng)(填“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行。

(2)已知在100kPa、298K時石灰石分解反應(yīng)CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)的ΔH>0,ΔS>0,則:①該反應(yīng)常溫下(填“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行。

②據(jù)本題反應(yīng)數(shù)據(jù)分析,溫度(填“能”或“不能”)成為反應(yīng)方向的決定因素。

(3)已知CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)ΔH=+218kJ·mol1,該反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)條件是(填“高溫”或“低溫”)。

(4)某吸熱反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的ΔS(填“>”或“<”)0。

13.[2022·浙江東陽模擬]CO催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)是一類廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和理論研究的重要反應(yīng)。(1)使用固體催化劑消除汽車尾氣中的CO、NO等污染物,機理如下[其中Cat(s)表示催化劑,*表示吸附態(tài)]:Ⅰ.NO+Cat(s)NO*Ⅱ.CO+Cat(s)CO*Ⅲ.NO*N*+O*Ⅳ.CO*+O*CO2+Cat(s)Ⅴ.N*+N*N2+Cat(s)Ⅵ.NO*+N*N2O+Cat(s)經(jīng)測定汽車尾氣中反應(yīng)物及生成物濃度隨溫度變化關(guān)系如圖7甲:圖7①如圖甲,溫度為330℃時發(fā)生的反應(yīng)中,限度最大的為(填“Ⅳ”“Ⅴ”或“Ⅵ”)。

②氣體在Cat(s)表面反應(yīng),吸附和解吸同時影響總反應(yīng)速率。恒溫時,2NO+2CON2+2CO2的反應(yīng)速率隨壓強的變化如圖乙所示。試解釋bc段變化趨勢的原因:

。

③研究發(fā)現(xiàn),Ca+能催化CO與N2O反應(yīng)以消除兩者的污染,第一步是Ca+先變成CaO+。請用兩個方程式表示該催化反應(yīng)歷程,步驟Ⅰ:;步驟Ⅱ:。

(2)向容器中充入molH2和molCO制備CH3OH:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)ΔH<0,若容器恒定溫度和壓強,H2的平衡轉(zhuǎn)化率(%)如圖丙所示(虛線表示沒有測定該條件下的數(shù)據(jù))。①圖丙中若T1<T2<T3,則p1、p2、p3由大到小的順序為